已知函数f(x)=ln(x+a)-x2-x在x=0处取得极值.

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  • 解题思路:(1)函数f(x)=ln(x+a)-x2-x,对其进行求导,在x=0处取得极值,可得f′(0)=0,求得a值;

    (2)关于x的方程f(x)=-

    5/2

    x

    +b在区间[0,2]上恰有两个不同的实数根,将问题转化为φ(x)=0,在区间[0,2]上恰有两个不同的实数根,对φ(x)对进行求导,从而求出b的范围;

    (3)f(x)=ln(x+1)-x2-x的定义域为{x|x>-1},利用导数研究其单调性,可以推出ln(x+1)-x2-x≤0,令x=

    1

    n],可以得到ln([1/n]+1)<[1/n]+

    1

    n

    2

    利用此不等式进行放缩证明;

    (1)函数f(x)=ln(x+a)-x2-x

    f′(x)=

    1

    x+a]-2x-1 …(1分)

    当x=0时,f(x)取得极值,

    ∴f′(0)=0 …(2分)

    故[1/0+a−2×0−1=0解得a=1,经检验a=1符合题意.…(3分)

    (2)由a=1知f(x)=ln(x+1)-x2-x

    由f(x)=-

    5

    2]x+b,得ln(x+1)-x2+[3/2]x-b=0

    令φ(x)=ln(x+1)-x2+[3/2x-b,

    则f(x)=-

    5

    2]x+b在区间[0,2]上恰有两个不同的实数根等价于φ(x)=0

    在区间[0,2]上恰有两个不同的实数根.…(4分)

    φ′(x)=[1/x+1]-2x+[3/2]=

    −(4x+5)(x−1)

    2(x+1),…(5分)

    当x∈[0,1]时,φ′(x)>0,于是φ(x)在{0,1)上单调递增;

    当x∈(1,2]时,φ′(x)<0,于是φ(x)在(1,2]上单调递减,

    依题意有φ(0)=-b≤0,

    φ(1)=ln(1+1)-1+[3/2]-b>0,

    φ(2)=ln(1+2)-4+3-b≤0

    解得,ln3-1≤b<ln2+[1/2]; …(9分)

    (3)f(x)=ln(x+1)-x2-x

    的定义域为{x|x>-1},由(1)知

    f(x)=

    −x(2x+3)

    x+1,

    令f′(x)=0得,x=0或x=-[3/2](舍去),

    ∴当-1<x<0时,f′(x)>0,f(x)单调递增;

    当x>0时,f′(x)<0,f(x)单调递减.

    ∴f(0)为f(x)在(-1,+∞)上的最大值.

    ∴f(x)≤f(0),故ln(x+1)-x2-x≤0(当且仅当x=0时,等号成立)…(11分)

    对任意正整数n,取x=[1/n]>0得,ln([1/n]+1)<[1/n]+[1

    n2 …(12分)

    ∴ln(

    n+1/n])<[n+1

    n2

    故2+

    3/4]+[4/9]+…+[n+1

    n2>ln2

    点评:

    本题考点: 函数在某点取得极值的条件;利用导数研究函数的单调性.

    考点点评: 本题考查利用导数研究函数的极值及单调性,解题过程中用到了分类讨论的思想,分类讨论的思想也是高考的一个重要思想,要注意体会其在解题中的运用,第三问难度比较大,利用了前两问的结论进行证明,此题是一道中档题;

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